[發明專利]一種超低頻隔振器及其設計方法

有效

• 申請號: 202010015649.6
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111089133B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 周振華;劉志強;劉鑫;周民瑞;戴志輝
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: F16F6/00
• 分類號: F16F6/00;F16F15/04
• 代理公司: 長沙惟盛赟鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 43228
• 代理人: 姚亮梅

1.一種超低頻隔振器，其特征在于：包括隔振承載臺板(9)、矩形殼體(11)、上部剛性桿(10)、下部剛性桿(14)、上調節機構、下調節機構、具有負剛度特性的負剛度元件以及具有正剛度特性的線性彈性元件(26)；所述隔振承載臺板(9)位于矩形殼體(11)外部且與上部剛性桿(10)固定連接，所述上部剛性桿(10)通過上調節機構與矩形殼體(11)連接，所述線性彈性元件(26)位于矩形殼體(11)內且與下部剛性桿(14)固定連接，所述下部剛性桿(14)通過下調節機構與矩形殼體(11)連接；所述負剛度元件包括中心矩形永磁體(20)、左側矩形永磁體(21)以及右側矩形永磁體(19)，所述中心矩形永磁體(20)的一端與上部剛性桿(10)固定連接，另一端與下部剛性桿(14)固定連接，所述左側矩形永磁體(21)位于中心矩形永磁體(20)的左側且與矩形殼體(11)的內側壁固定連接，所述右側矩形永磁體(19)位于中心矩形永磁體(20)的右側且與矩形殼體(11)的內側壁固定連接，所述左側矩形永磁體(21)、中心矩形永磁體(20)和右側矩形永磁體(19)互相平行，并且其垂向中心線位于同一平面上；

超低頻隔振器的設計方法包括如下步驟：

步驟一、根據超低頻隔振器的承載力確定線性彈性元件(26)的正剛度幅值；

步驟二、根據超低頻隔振器的固有頻率的設計要求，確定隔振器的總體剛度值，并根據步驟一中確定的線性彈性元件(26)的正剛度幅值，進一步確定中心矩形永磁體(20)、左側矩形永磁體(21)以及右側矩形永磁體(19)構成的負剛度元件的負剛度特性的幅值；

步驟三、根據低頻隔振器的體積約束，確定中心矩形永磁體(20)的高度a₁，以及中心矩形永磁體(20)的寬度c₁、左側矩形永磁體(21)以及右側矩形永磁體(19)的寬度c以及相鄰永磁體間中心距h；

步驟四、隨機確定中心矩形永磁體(20)長度b₁、左側矩形永磁體(21)以及右側矩形永磁體(19)長度b，調整左側矩形永磁體(21)和右側矩形永磁體(19)的高度a的值，直到負剛度元件的負剛度特性的非線性分量變為零，實現負剛度元件的線性負剛度特性；

步驟五、計算負剛度元件的線性負剛度特性的幅值是否與步驟二中確定的幅值一致，如果不一致的情況下，則調整中心矩形永磁體(20)長度b₁、左側矩形永磁體(21)以及右側矩形永磁體(19)長度b，直至線性負剛度的幅值與步驟二中確定的幅值一致。

2.根據權利要求1所述的一種超低頻隔振器，其特征在于：所述上調節機構包括第一彈性片簧(15)、第二彈性片簧(16)、第一螺桿(8)以及第二螺桿(5)，所述第一彈性片簧(15)的一端與上部剛性桿(10)固定連接，另一端與第一螺桿(8)固定連接，所述第二彈性片簧(16)的一端與上部剛性桿(10)固定連接，另一端與第二螺桿(5)固定連接，所述第一彈性片簧(15)和第二彈性片簧(16)沿上部剛性桿(10)的軸線對稱；所述第一螺桿(8)穿過矩形殼體(11)上的第一通孔(23)后配合有第一螺釘(7)，所述第二螺桿(5)穿過矩形殼體(11)上的第二通孔(22)后配合有第二螺釘(6)，所述第一通孔(23)和第二通孔(22)分別靠近矩形殼體(11)的頂端。

3.根據權利要求1所述的一種超低頻隔振器，其特征在于：所述下調節機構包括第三彈性片簧(17)、第四彈性片簧(18)、第三螺桿(3)以及第四螺桿(1)，所述第三彈性片簧(17)的一端與下部剛性桿(14)固定連接，另一端與第三螺桿(3)固定連接，所述第四彈性片簧(18)的一端與下部剛性桿(14)固定連接，另一端與第四螺桿(1)固定連接，所述第三彈性片簧(17)和第四彈性片簧(18)沿下部剛性桿(14)的軸線對稱；所述第三螺桿(3)穿過矩形殼體(11)上的第三通孔(24)后配合有第三螺釘(4)，所述第四螺桿(1)穿過矩形殼體(11)上的第四通孔(25)后配合有第四螺釘(2)，所述第三通孔(24)和第四通孔(25)分別靠近矩形殼體(11)的中部。

4.根據權利要求1所述的一種超低頻隔振器，其特征在于：所述左側矩形永磁體(21)的長、寬、高與右側矩形永磁體(19)的長、寬、高分別相等。

5.根據權利要求1所述的一種超低頻隔振器，其特征在于：所述左側矩形永磁體(21)、中心矩形永磁體(20)和右側矩形永磁體(19)的水平方向為磁化方向，且相鄰永磁體間的磁極相同。